對(duì)三種常見空氣分離制氮方法的認(rèn)識(shí)
　　空氣分離制氮是采用一定的技術(shù)措施將氧氣、氮?dú)鈴目諝猓ɑ旌衔铮┲蟹蛛x出來(lái)的方法。因此，氧氣的制取有物理方法和化學(xué)方法兩大類，即稱為物理制氮和化學(xué)制氮。物理制氮的原料是大氣，主要采用深冷法、變壓吸附法、膜分離法以及它們之間相結(jié)合的方法。
　　1、膜分離法
　　隨著人工合成高分子膜的開發(fā)，利用膜法分離物質(zhì)的高科技技術(shù)迅速得到發(fā)展，應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，在食品加工與發(fā)酵液提取中的應(yīng)用尤其受國(guó)際上的高度重視。
　　有機(jī)蒸汽膜法回收系統(tǒng)主要采用“反向”選擇性高分子復(fù)合膜。在一定的滲透推動(dòng)力作用下，根據(jù)不同氣體分子在膜中的溶解擴(kuò)散性能的差異，可凝性有機(jī)蒸汽(如氯乙烯、乙烯、重?zé)N等)與不凝性氣體(如氫氣、氮?dú)?、甲烷?相比，被優(yōu)先吸附滲透，從而達(dá)到分離的目的。在工業(yè)應(yīng)用中，常見的膜分離法有電滲析、微濾、超濾、反滲透和納濾五種。
　　應(yīng)用膜法分離具有一系列優(yōu)點(diǎn)：
　　（1）不需要加熱可以達(dá)到分離濃縮的目的，適用于不可受熱和氧影響的食品生產(chǎn)；
　?。?）工藝簡(jiǎn)單，只需加壓、輸送、循環(huán)等工序；
　　（3）分離水時(shí)，即濃縮時(shí)沒有物相的變化，能量損耗少操作簡(jiǎn)電生產(chǎn)費(fèi)用比蒸發(fā)法與冷凍法低，設(shè)備安裝容易；
　?。?）可解決稀溶液中微量成分回收和低濃度溶液的濃縮問(wèn)題；
　?。?）物質(zhì)僅在mm內(nèi)移動(dòng)，進(jìn)行短距離分離，物質(zhì)不會(huì)因移動(dòng)而改變；
　?。?）應(yīng)用膜分離物質(zhì)，耗能少，特別在缺能源的或能源價(jià)格高的情況下，膜分離法更有吸引力。
　　2、變壓吸附法
　　變壓吸附法即VPSA法，其基本原理是基于分子篩對(duì)空氣中的氧、氮組分具有選擇性吸附而使空氣中氧氮?dú)夥蛛x從而獲得氧氣。當(dāng)空氣經(jīng)過(guò)壓縮，經(jīng)吸附塔的分子篩吸附層時(shí)，氮分子優(yōu)先被吸附，氧分子留在氣相中穿過(guò)吸附床層而成為產(chǎn)品氧氣。當(dāng)吸附劑層中的氮?dú)馕竭_(dá)到相對(duì)飽和時(shí)，利用減壓或抽真空的方法將吸附劑分子表面吸附的氮分子解吸出來(lái)并送出界區(qū)排空，使吸附劑得到解吸重新恢復(fù)原有的吸附能力，為下一周期的吸附產(chǎn)氧作準(zhǔn)備，兩個(gè)以上(含兩個(gè))吸附塔不停地循環(huán)，***實(shí)現(xiàn)了連續(xù)產(chǎn)氧的目的。
　　近10年來(lái)，變壓吸附制氮設(shè)備發(fā)展迅速，是一種新穎的制氮方法，其在靈活、多變的用氧場(chǎng)合中很有優(yōu)勢(shì)，很有競(jìng)爭(zhēng)力，被迅速普及。PSA制氮機(jī)的特點(diǎn)是工藝流程簡(jiǎn)單、投資省、能耗低、氣體產(chǎn)品產(chǎn)量和純度可調(diào)、靈活性好，但存在產(chǎn)品單一、濃度低、可靠性較低等缺點(diǎn)，因此適用于氧氣純度95％以下、中小型用氧場(chǎng)合以及富氧煉銅中。
　　3、深冷法
　　深冷法是先將空氣壓縮、冷卻，并使空氣液化，利用氧、氮組分的沸點(diǎn)的不同(在大氣壓下氧沸點(diǎn)為90 K,氮沸點(diǎn)為77 K )，在精餾塔板上使氣、液接觸，進(jìn)行質(zhì)、熱交換，高沸點(diǎn)的氧組分不斷從蒸氣中冷凝成液體，低沸點(diǎn)的氮組分不斷地轉(zhuǎn)入蒸氣之中，使上升的蒸氣中含氮量不斷地提高，而下流液體中氧量越來(lái)越高，從而使氧、氮分離，這***是空氣精餾。此法無(wú)論是空氣液化或是精餾，都是在120 K以下的溫度條件下進(jìn)行的，故又稱為低溫法空氣分離。
　　深冷制氮機(jī)特點(diǎn)是生產(chǎn)量大，氧氣純度高(大于99.6％ O2)，在大型、特大型用氧場(chǎng)合具有優(yōu)勢(shì)。大多數(shù)情況下氧氣是由深冷法制取，傳統(tǒng)的深冷制氮設(shè)備具有工藝成熟、運(yùn)行穩(wěn)定、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，但也有投資高、運(yùn)行成本高及存在爆炸隱患等缺點(diǎn)。